Цель проекта – на уровне теории и компьютерного моделирования достичь фундаментального понимания зависимости свойств мягких магнитоактивных материалов от их микроструктуры. Ввиду уникальной способности реагировать на внешние магнитные поля, мягкие магнитоактивные материалы оказались весьма перспективными в биомедицинских разработках: отрабатываются методы использования этих систем для направленного транспорта лекарственных препаратов в нужную часть организма и фиксации их в этом месте; разрабатываются методы создания искусственных мышц и биологических тканей, что открывает новые перспективы, как в робототехнике, так и в трансплантологии и регенеративной медицине. Для того, чтобы вышеупомянутые приложения функционировали эффективно и должным образом, необходимо полностью понимать взаимосвязь «микроструктура-макросвойства» в этих системах. В настоящем проекте эта взаимосвязь будет устанавливаться для двух типов мягких магнитоактивных материалов: (1) композитные материалы на основе полимерных матриц с внедренными в них однодоменными магнитными наночастицами (ферроэластомеры, феррогели) и (2) дисперсии многогранульных магнитных частиц в жидких носителях. Главный акцент проекта и его научная новизна состоит в учете межчастичного диполь-дипольного взаимодействия. В результате будет создана теория, позволяющая прогнозировать равновесные термодинамические свойства и динамический отклик мягких магнитоактивных материалов на внешнее переменное магнитное поле, будут определены важнейшие характеристики и управляющие параметры, влияющих на статические и динамические свойства этих сред. Подобная информация позволит оценить перспективы использования этих материалов в различных приложениях, ответить на вопрос о том, как точно можно контролировать свойства мягких магнитоактивных материалов, выработать рекомендации для синтеза этих систем, позволив избежать многолетних дорогостоящих попыток их экспериментального выявления методом “проб и ошибок”. Данный проект станет важным шагом в разработке мягких магнитоактивных материалов с прогнозируемыми свойствами.
